持續創新,共創共享
我國(guo)是世界上**大(da)的(de)(de)(de)肉類生(sheng)產(chan)國(guo),我國(guo)目(mu)(mu)前屠宰和肉類加工(gong)行(xing)業排放的(de)(de)(de)廢水分別(bie)占到了(le)整個工(gong)業廢水排放總(zong)量的(de)(de)(de) 6 %,農副(fu)食(shi)品加工(gong)業排放總(zong)量的(de)(de)(de) 36.7 %,且還有(you)不斷增(zeng)加的(de)(de)(de)趨勢。目(mu)(mu)前我國(guo)在屠宰場(chang)廢水處(chu)理(li)方(fang)面總(zong)體上已經有(you)了(le)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)改(gai)進,但是由于各地屠宰場(chang)廢水處(chu)理(li)工(gong)藝存在差異,屠宰場(chang)廢水處(chu)理(li)效果(guo)并不十分令人滿意。因(yin)此,加強(qiang)對屠宰場(chang)廢水處(chu)理(li)工(gong)藝的(de)(de)(de)研究(jiu)有(you)著(zhu)十分重要的(de)(de)(de)現實(shi)意義(yi)。
1 屠宰場廢水的特點
屠宰廢水(shui)(shui)來自宰殺、褪(tun)毛(mao)、解體、開腔、劈半、清洗內臟等工序(xu)及車間沖洗。廢水(shui)(shui)一般呈紅褐(he)(he)色或(huo)棕褐(he)(he)色,氣(qi)味(wei)表現為強烈腥(xing)臭(chou)味(wei),含有大(da)量(liang)(liang)血污、碎骨肉(rou)、以及動(dong)物皮毛(mao)、油脂(zhi)和糞便等污穢(hui)物。其中(zhong)(zhong)的 CODcr、氨氮、BOD5、動(dong)物油脂(zhi)等有機物含量(liang)(liang)高,水(shui)(shui)質易腐敗,廢水(shui)(shui)排(pai)入水(shui)(shui)體會消耗水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的溶解氧,破壞水(shui)(shui)生生態系統,并(bing)產生臭(chou)味(wei);同時,廢水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的致病菌會成為傳染病的媒(mei)介(jie),危(wei)害人(ren)畜(chu)。
屠(tu)(tu)宰廢水(shui)(shui)(shui)的(de)水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)、水(shui)(shui)(shui)質(zhi)變化(hua)大(da)(da)。屠(tu)(tu)宰廢水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)與(yu)屠(tu)(tu)宰量(liang)(liang)密切相關,具有明顯的(de)季節性,日變化(hua)系數(shu)(shu)大(da)(da); 同時,屠(tu)(tu)宰加(jia)工(gong)為非連續(xu)性生產(chan)(每日一班或兩班生產(chan)),廢水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)時變化(hua)系數(shu)(shu)也較(jiao)大(da)(da),廢水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)受生產(chan)工(gong)藝、用水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)、廢物清(qing)除方式(shi)的(de)影響,變化(hua)范圍較(jiao)大(da)(da)。
2 屠宰場廢水處理工藝簡介
屠宰(zai)廢(fei)水(shui)是一種(zhong)高濃度有(you)機廢(fei)水(shui),國內(nei)外關于該(gai)類廢(fei)水(shui)的處(chu)理工藝研究較多。目前(qian)國內(nei)的屠宰(zai)場廢(fei)水(shui)處(chu)理典型(xing)的工藝如圖
屠宰廢水處理典型工藝流程圖
屠宰(zai)廢水厭(yan)氧(yang)處理常見的(de)工(gong)藝有(you):水解酸化反(fan)應器(簡稱HUSB)、上流式厭(yan)氧(yang)污泥(ni)床反(fan)應器(UASB)、厭(yan)氧(yang)折(zhe)流板反(fan)應器(ABR)等(deng)。其中(zhong)的(de) UASB 法因(yin)其工(gong)藝成熟(shu),處理效(xiao)率(lv)高等(deng)優勢在
屠宰場廢水處理中較有競爭力;好氧生物處理常見的方法主要有:
傳統活性污(wu)泥法、序列間(jian)歇式活性污(wu)泥法(SBR)、生(sheng)物接觸氧化法(BCO)、吸附—生(sheng)物降解法(AB)、曝氣(qi)生(sheng)物濾池法(BAF),而其中的 SBR 法與(yu) BCO 法由于優勢較為(wei)突出(chu),在屠宰廢水處理中得到較為(wei)廣泛的運用(yong)。
厭氧+好氧處理屠宰場廢水主導的組合工藝有:
2.1 UASB 法+BCO 法
UASB 反應(ying)器(qi)(qi)是上(shang)(shang)流式(shi)(shi)厭氧(yang)污泥(ni)床的(de)(de)簡稱(cheng),該種(zhong)(zhong)(zhong)反應(ying)器(qi)(qi)近年(nian)來在國內(nei)外(wai)高(gao)濃度有(you)機廢水(shui)的(de)(de)處理上(shang)(shang)得到廣泛的(de)(de)應(ying)用。上(shang)(shang)流式(shi)(shi)厭氧(yang)污泥(ni)床反應(ying)器(qi)(qi)內(nei)設(she)有(you)載體,是一種(zhong)(zhong)(zhong)懸浮生長型的(de)(de)消(xiao)化(hua)器(qi)(qi),UASB反應(ying)器(qi)(qi)在反應(ying)區上(shang)(shang)部設(she)有(you)氣(qi)、固(gu)、液三相分離器(qi)(qi),能承受很高(gao)的(de)(de)有(you)機負荷,中(zhong)溫發酵對 BOD5、CODcr去(qu)除率很高(gao)。生物接觸氧(yang)化(hua)法(BCO)又稱(cheng)淹沒(mei)式(shi)(shi)生物濾池(chi)。是一種(zhong)(zhong)(zhong)在生生物濾池(chi)的(de)(de)基礎上(shang)(shang),從接觸氧(yang)化(hua)曝氣(qi)法改良而成的(de)(de)介(jie)于生物濾池(chi)與活性(xing)污泥(ni)法的(de)(de)之間的(de)(de)生物膜法工藝。曝氣(qi)地(di)中(zhong)裝有(you)填(tian)(tian)料,填(tian)(tian)料被水(shui)浸沒(mei),用鼓風(feng)機在填(tian)(tian)料底部曝氣(qi)充氧(yang),活性(xing)污泥(ni)附在填(tian)(tian)料表面上(shang)(shang)不(bu)隨水(shui)流動(dong),生物膜因(yin)直接受到上(shang)(shang)升氣(qi)流的(de)(de)強烈攪動(dong)而不(bu)斷更(geng)新(xin),從而提高(gao)了凈(jing)化(hua)效果。其優點為(wei):
(1)BOD 負(fu)(fu)荷高,污(wu)泥生物(wu)量(liang)大(da),對進水沖擊負(fu)(fu)荷適應力強;
(2)充氧效率(lv)高,傳質條件(jian)好(hao),處理(li)時(shi)間短,相同的水量條件(jian)下需裝置的設備較(jiao)小,因而占地面積小;
(3)凈化效果好、出水水質穩定、污泥不需(xu)回流(liu)也不膨(peng)脹、耗(hao)電(dian)小等。
其存在的缺點:
(1)負(fu)荷(he)過高時(shi)會引起(qi)填料堵(du)塞(sai),需要有防堵(du)塞(sai)的沖洗措施;
(2)填(tian)料及支(zhi)架等往(wang)往(wang)導(dao)致建設和維護(hu)費用增加。
2.2 UASB 法+SBR 法
SBR 法(fa)又稱序批(pi)式活性污(wu)泥法(fa),該法(fa)是以間歇爆氣方(fang)式來運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)的一種(zhong)活性污(wu)泥水處理技(ji)術。目前該法(fa)在(zai)國內外包(bao)括(kuo)(kuo)屠宰場在(zai)內的各種(zhong)污(wu)水處理中(zhong)得到廣泛運(yun)(yun)用(yong)(yong),并(bing)派(pai)生出一系列污(wu)水處理工(gong)藝(yi)(yi)(yi)技(ji)術。SBR 法(fa)的工(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)(cheng)主要包(bao)括(kuo)(kuo):進水、反(fan)應、沉淀、排(pai)水和(he)閑置五個步(bu)驟。污(wu)水進入反(fan)應器(qi)并(bing)曝氣運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing),完成(cheng)(cheng)脫氮、除(chu)磷以及CODcr、BOD5 等有機物去除(chu)等生物過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)。這一過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)完成(cheng)(cheng)以后(hou)停止曝氣進行(xing)(xing)(xing)充分(fen)沉淀,在(zai)這一環(huan)節(jie)中(zhong)反(fan)應器(qi)起了二沉池的作(zuo)用(yong)(yong)。完成(cheng)(cheng)這一步(bu)驟后(hou),通過(guo)潷水器(qi)排(pai)放上清液,對位(wei)于反(fan)應器(qi)下層的污(wu)泥進行(xing)(xing)(xing)回流(liu)(liu),排(pai)水完成(cheng)(cheng)以后(hou)反(fan)應器(qi)進入閑置工(gong)序,完成(cheng)(cheng)一個 SBR工(gong)作(zuo)周期。分(fen)析 SBR 法(fa)的工(gong)藝(yi)(yi)(yi)運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)(cheng)和(he)周期,可(ke)以看出該工(gong)藝(yi)(yi)(yi)在(zai)運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)中(zhong)有如下幾(ji)個突出優(you)點:
(1)工(gong)藝流程簡單、成本費用低;
(2)推(tui)動生化反應的動力(li)大、處理速度快、工作效率高;
(3)沉淀效果好、不適(shi)于絲狀細(xi)菌大量繁殖,對污(wu)泥膨脹問題起到了(le)很好的防止(zhi)效果。
(4)具有良好(hao)的(de)反(fan)硝化脫(tuo)氮功能,水力(li)條件(jian)好(hao),抗沖(chong)擊負荷強,生物濃度(du)高,可(ke)適(shi)合世(shi)代時間較(jiao)長的(de)消化菌生長。
(5)操作靈(ling)活,可根據實際(ji)情況(kuang)延長(chang)反(fan)應(ying)或沉淀時間,確保處理(li)出(chu)水合格。
3 生物接觸氧化法
(BCO)與序(xu)列間歇(xie)式活性污泥法(SBR)對比(bi)分析該屠宰場規模為屠宰生豬 300 頭/日(ri),廢水量(liang)約 150 m3/d,經預處理后 UASB 池的出水 CODcr 為 800~1000 mg/L,氨(an)(an)氮(dan)為 70~90mg/L,通過將原(yuan)有的接觸化池拆(chai)除(chu)填料后改造為 SBR 工藝運行,控制(zhi)溶解氧濃(nong)度(DO)在(zai) 2~4 mg/L 范圍內,得出生物(wu)接觸氧化法(BCO)與序(xu)列間歇(xie)式活性污泥法 (SBR)對于(yu)屠宰廢水中的CODcr、氨(an)(an)氮(dan)去除(chu)效(xiao)果的對比(bi)數據,見表(biao) 1 和表(biao) 2。
通過對比上表中 BCO 法和 SBR 法對屠宰場廢水處理的效(xiao)果(guo)可以看出(chu):在污染(ran)物去除(chu)效(xiao)果(guo)方(fang)面,SBR 法對于有機(ji)物的去除(chu)率,尤其是對氨氮的去除(chu)率明顯地高(gao)于 BCO 法。
分析原因可能是由于: SBR 反應器里面含有大量活性污泥,反應器中的污泥量要大于生物接觸氧化反應器,因此能夠更多的污染物;從微生物方面分析, SBR 法對有機物去除率高的原因是由于 SBR 系統對生長率高、適應性強的微生物的生長有利,SBR 系統運行周期內微生物的生存環境變化劇烈,氧利用范圍從厭氧經缺氧到高溶解氧的狀態,使更多微生物實現了優勝劣汰;另外,SBR 系統微生物內核糖核酸(RNA)的含量很大,而微生物增長率與細胞的 RNA 含量直接有關,這表明更多的微生物可在較高生成速率下分解基質,從而得到更好的有機物去除效果。
從(cong)兩種工藝的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)行(xing)(xing)(xing)特(te)點來看,在(zai)處(chu)(chu)理(li)水量方(fang)(fang)面(mian),在(zai)相(xiang)同(tong)體積(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)情況下,BCO 法(fa)(fa)(fa)(fa)相(xiang)對于(yu) SBR 法(fa)(fa)(fa)(fa)具(ju)(ju)有(you)更高的(de)(de)(de)(de)(de)廢(fei)水量處(chu)(chu)理(li)能力,但 SBR 法(fa)(fa)(fa)(fa)非常適(shi)用于(yu)屠宰廢(fei)水每天有(you)規律地間歇(xie)排放的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點。根據經驗,在(zai)操作(zuo)(zuo)強度方(fang)(fang)面(mian),BCO 法(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)啟動需(xu)要(yao)掛膜的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程,因(yin)此比(bi) SBR 法(fa)(fa)(fa)(fa)需(xu)要(yao)更多的(de)(de)(de)(de)(de)調試(shi)時間;但在(zai)運(yun)行(xing)(xing)(xing)階段 SBR 法(fa)(fa)(fa)(fa)對操作(zuo)(zuo)要(yao)求的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)量要(yao)比(bi) BCO 法(fa)(fa)(fa)(fa)大(da),并(bing)且排泥工作(zuo)(zuo)量也相(xiang)對大(da)些(xie);而(er)在(zai)經濟(ji)性(xing)方(fang)(fang)面(mian),SBR 法(fa)(fa)(fa)(fa)在(zai)基建、運(yun)行(xing)(xing)(xing)和維護費用方(fang)(fang)面(mian)都相(xiang)對較(jiao)少。通(tong)過(guo)簡(jian)單對比(bi),我們(men)發(fa)現兩種方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)具(ju)(ju)有(you)各自(zi)優(you)缺點。但是考慮到(dao)屠宰場(chang)實際運(yun)行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)情況,SBR 法(fa)(fa)(fa)(fa)在(zai)有(you)機物的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)效果、經濟(ji)成本以及啟動時間、運(yun)行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)式上更加(jia)(jia)符合(he)屠宰場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)生產情況,因(yin)此,SBR 法(fa)(fa)(fa)(fa)更加(jia)(jia)適(shi)合(he)中(zhong)小型屠宰場(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)廢(fei)水處(chu)(chu)理(li)。
4 結論與建議
4.1 結論
綜上所述,屠宰場(chang)廢(fei)水處(chu)理(li)(li)技術(shu)工(gong)藝的(de)優(you)化,是一(yi)個技術(shu)改進與(yu)經濟(ji)成(cheng)本、實際(ji)生產(chan)情(qing)況(kuang)相結合的(de)綜合問題(ti)。通(tong)過上文(wen)的(de)論述我們(men)發現(xian),采用 UASB+SBR 的(de)組合工(gong)藝在經濟(ji)、處(chu)理(li)(li)效果、以(yi)及運行(xing)(xing)方式等(deng)方面的(de)優(you)點兼具(ju)(ju)了技術(shu)改進、經濟(ji)成(cheng)本、以(yi)及生產(chan)成(cheng)本幾個方面的(de)要求(qiu),比(bi)較(jiao)適合屠宰場(chang)的(de)實際(ji)情(qing)況(kuang),是一(yi)種具(ju)(ju)有實際(ji)可(ke)行(xing)(xing)性和(he)工(gong)藝成(cheng)熟的(de)廢(fei)水處(chu)理(li)(li)方法(fa),具(ju)(ju)有較(jiao)高的(de)工(gong)程(cheng)應(ying)(ying)用價值,應(ying)(ying)作(zuo)為中小型屠宰場(chang)廢(fei)水處(chu)理(li)(li)工(gong)藝選擇的(de)優(you)先(xian)方向。
4.2 建議屠宰廢水的碳氮比和碳磷比大,氮、磷相對不足,易產生油性泡沫而使污泥松散,導致污泥流失。另外廢水經過 SBR 法處理后,其中氨氮含量仍可能偏高,必要時可輔以后續化學方法除去。
面對今后屠宰場生產規模的(de)擴大(da)和日趨嚴格的(de)環保排放(fang)標準(zhun),研究和采用新(xin)型高(gao)效(xiao)的(de) SBR 改進工(gong)藝(yi),如循環活性污泥工(gong)藝(yi)(CAST)、改良(liang)式序列間(jian)歇反應(ying)器(qi)(qi)(MSBR)、兩級串聯 SBR 法、序批式生物膜反應(ying)器(qi)(qi)(SBBR)、好(hao)氧(yang)間(jian)歇曝氣系統(DAT-IAT)等應(ying)成(cheng)為(wei)今后好(hao)氧(yang)工(gong)藝(yi)改進的(de)優先方向。
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